‌STMicroelectronics M24C64X-DRE 64Kb I²C EEPROM技术解析与应用指南

描述

STMicroelectronics M24C64X-DRE 64Kb串行I^2^C总线电子擦除可编程只读存储器 (EEPROM) 组织为8K x 8位。STMicroelectronics M24C64X-DRE的工作电源电压范围为1.7V至5.5V,时钟频率高达1MHz,环境工作温度范围为-40°C至+105°C。该电子擦除可编程只读存储器 (EEPROM) 提供一个额外的8位芯片使能寄存器,用于实现可配置设备地址 (CDA) 和存储器写保护功能。凭借这两项特性,M24C64X-DRE能够提供可配置设备地址(经软件授权),以配置多达八个芯片使能地址,并通过设置(经软件)软件写保护位来提供整个存储器阵列的写保护。

数据手册:*附件:STMicroelectronics M24C64X-DRE 64Kb串行I2C总线电子擦除可编程只读存储器数据手册.pdf

特性

  • 兼容以下I^2^C总线模式
    • 1MHz(高速传输率)
    • 400 kHz(快速模式)
    • 100kHz(标准模式)
  • 存储器
    • 64-Kbit(8KB)EEPROM
    • 32字节页面大小
  • 电源电压范围:1.7V至5.5V
  • 扩展工作温度范围:-40°C至+105°C
  • 快速写入周期时间 - 字节和页面写入时间为5ms(典型值为3.5ms)
  • 芯片使能寄存器
  • 软件写保护
  • 随机和顺序读取模式
  • 性能
    • 增强型4kV ESD/闭锁保护
    • 超过400万次写入循环
    • 数据保留逾200年
  • 超低功耗电流消耗
    • 待机电源电流:300nA(典型值)
    • 读取时电源电流:170μA(典型值)
    • 写入时电源电流:250μA(典型值)
  • WLCSP 4焊球(兼容ECOPACK2)封装

逻辑图

EEPROM

方框图

EEPROM

STMicroelectronics M24C64X-DRE 64Kb I²C EEPROM技术解析与应用指南

一、芯片核心特性概述

STMicroelectronics M24C64X-DRE是一款64Kbit(8KB)串行I²C总线EEPROM,具有以下突出特性:

  • 宽电压支持‌:1.7V至5.5V单电源供电,兼容工业级应用环境(-40°C至+105°C)。
  • 高速接口‌:支持1MHz(高速模式)、400kHz(快速模式)和100kHz(标准模式)时钟频率。
  • 高可靠性‌:
    • 数据保存期限超过200年
    • 擦写寿命超过400万次(25°C环境下)
    • 增强型4kV ESD/闩锁保护
  • 低功耗设计‌:
    • 待机电流低至300nA(典型值)
    • 写入电流250μA(典型值)

二、关键功能模块解析

2.1 存储器组织

  • 容量结构‌:8K×8位阵列,页大小为32字节,支持页写入(最大32字节/次)。
  • 地址分配‌:16位地址寻址(A15-A0),分为高字节(A15-A8)和低字节(A7-A0)。

2.2 芯片使能寄存器(Chip Enable Register)

  • 可配置设备地址‌(C2/C1/C0):支持8种地址组合,解决I²C总线多设备冲突问题。
  • 软件写保护位‌(SWP):
    • SWP=0:允许读写操作(默认状态)
    • SWP=1:全局写保护(只读模式)
  • 非易失性配置‌:寄存器值在断电后保留,上电自动加载。

2.3 I²C协议实现

  • 标准通信流程‌:
    • 起始条件(START):SCL高电平时SDA下降沿
    • 停止条件(STOP):SCL高电平时SDA上升沿
    • 数据有效性:SDA在SCL高电平期间需保持稳定
  • 设备寻址‌:7位设备地址(1010XXX,XXX为C2/C1/C0配置值)+ R/W位。

三、典型应用场景与设计要点

3.1 写入操作优化

  • 页写入模式‌:连续写入同页内数据(≤32字节),减少协议开销。
    注意‌:跨页写入会触发“回绕”(地址自动归零)。
  • 写入轮询策略‌:通过ACK polling检测内部写入完成(典型时间3.5ms),避免总线阻塞。

3.2 硬件设计建议

  • 上拉电阻计算‌:
    • 400kHz模式:Rbus×Cbus ≤ 400ns
    • 1MHz模式:Rbus×Cbus ≤ 150ns
      (参考数据手册图12-13)
  • 电源去耦‌:VCC引脚需并联10nF-100nF电容,确保电压稳定。

四、性能参数与选型参考

参数条件典型值最大值
写入时间(tW)字节/页写入3.5ms5ms
待机电流VCC=1.8V300nA1.5μA
工作电流(读取)VCC=3.3V, 1MHz170μA2.5mA
数据保存温度55°C环境-200年

五、封装与订购信息

  • 封装类型‌:WLCSP4(0.711×0.731mm超薄封装),符合ECOPACK2环保标准。
  • 型号命名规则‌:
    M24C64X-F CU 8 T / T F
    • F:1.7-5.5V电压范围
    • CU:WLCSP4封装
    • 8:工业级温度(-40°C至+105°C)
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